一种利用血管紧张素II构建小鼠高血压心肌纤维化模型的实验方案

摘要

血管紧张素II（Ang II）的持续输注 通过 渗透泵法是构建高血压心肌纤维化动物模型的经典方法之一。本方案系统优化了该模型的构建流程，并详细阐述了渗透泵植入、定位及血管紧张素Ⅱ（Ang II）浓度设置的关键要点。

摘要

血管紧张素II（Ang II）的持续输注 通过 渗透泵是建立高血压心肌纤维化动物模型的常用方法。然而，现有文献报道中该技术存在某些局限性，例如不稳定性 血管紧张素II（Ang II）使用不当、泵植入位置不准确以及缺乏标准化操作流程。目前关于该模型建立方法的报道仍相对有限。本方案系统优化了通过Ang II渗透泵诱导小鼠高血压性心肌纤维化模型的建立过程，包括Ang II溶液的标准化配制、剂量校准、渗透泵皮下精准植入以及模型评价指标的定量标准。实验结果表明，采用Ang II渗透泵诱导的小鼠高血压性心肌纤维化模型具有较高的存活率。皮下植入后7天，收缩压（SBP）稳定在160 mmHg。模型小鼠左心室射血分数显著降低，左心室舒张末期内径增大。与假手术组相比，高血压心肌间质及血管周围区域的胶原沉积明显增加。本研究基于小样本量（n = 6）初步验证了采用Ang II联合渗透泵构建小鼠高血压性心肌纤维化模型的可行性，并建立了定量的表型验证体系。

引言

心肌纤维化（MF）是高血压的主要病理结局之一，其特征是在受损或受压的心肌中过度沉积胶原纤维。它是高血压介导的靶器官损害最重要的形式之一，并导致进行性心脏功能障碍^1,2。建立合适的动物模型对于深入研究高血压性心肌纤维化的发病机制以及开发新的治疗策略至关重要。血管紧张素II（Ang II）是肾素-血管紧张素系统的核心效应分子，在高血压的发生发展中起关键作用³。因此，基于Ang II诱导的方法已成为建立小鼠高血压模型的常用手段。

目前构建高血压动物模型的主要方法包括手术诱导、药物诱导和转基因自发性模型。手术诱导通常采用肾动脉缩窄、升主动脉缩窄或主动脉弓缩窄等技术，人为增加血流阻力，从而诱发血压升高⁴。尽管这些方法可快速建立适用于研究应激负荷相关心肌重塑过程的高血压状态，但操作复杂，且术后并发症较多。药物诱导一般通过腹腔注射或口服给药方式使实验动物血压升高⁵。该技术相对简便，但模型稳定性易受药物剂量、给药频率及动物应激反应等因素干扰。自发性高血压大鼠（spontaneously hypertensive rats）和BPH/2J高血压小鼠等转基因模型具有稳定的高血压表型，广泛应用于遗传性高血压研究。然而，其单一的致病机制限制了....

方案

所有实验操作均按照美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）《实验动物护理和使用指南》进行，实验方案已获西南医科大学动物研究委员会批准（批准编号：SWMU2020317）。

1. 血管紧张素II溶液的制备及渗透泵的填充

1. 选择12只SPF级雄性C57BL/6J小鼠（参见材料表），通过选取8周龄动物以确保发育一致性，从而控制年龄相关混杂因素，体重为20 ± 1 g。采用简单随机化方法将小鼠分为假手术组和模型组，每组6只。
2. 测量小鼠初始体重，并确定血管紧张素II（Ang II）（参见材料表）的剂量为1.46 mg/kg/d。
   注：根据预实验结果，1.46 mg/kg/d为Ang II的最佳剂量。该剂量可稳定维持收缩压在约160 mmHg，有效诱导病理性心肌纤维化，同时确保动物在为期4周的研究期间存活。
3. 向10 mg冻干的Ang II粉末中加入2.45 mL预冷至4 °C的0.9%无菌生理盐水。充分混匀后置于冰上，立即使用。
4. 在冰上操作，用注射器吸取Ang II溶液，随后依次向6个渗透泵（参见材料表）腔内各注入200 µL（浓度为3.91 mmol/L）。
5. 将渗透泵浸入37 °C无菌生理盐水中48....

结果

12只小鼠皮下植入渗透压泵后均存活。模型组全部成功诱导出高血压（n = 6）。术后第7天，模型组平均收缩压超过160 mmHg（图1A）。在第14、21和28天，模型组的收缩压持续高于160 mmHg。相比之下，假手术组在整个实验期间收缩压维持在正常水平（约90–110 mmHg），无明显升高。

在植入渗透压泵28天后，超声心动图显示，与假手术组相比，模型组小鼠出现心室壁变薄、后壁代偿性增厚以及前壁运动减弱（图1B）。左心室射血分数（LVEF）和左心室缩短分数（LVFS）显著降低（P < 0.01），而左心室舒张末期内径（LVIDd）和收缩末期内径（LVIDs）显著增加（P < 0.01）（图1C-F）。结果表明，模型组小鼠出现了心脏结构改变，表现为左心室肥厚及心功能受损。相反，假手术组小鼠的心室大小（LVIDd、LVIDs）、室壁厚度及心功能参数（LVEF、LVFS）均保持正常，未.......

讨论

本方案优化了使用渗透压泵持续输注血管紧张素II（Ang II）以诱导高血压性心肌纤维化的关键步骤，并详细阐述了渗透压泵的植入位置和Ang II浓度设置等关键环节。选择2004型泵是因为其可维持4周的输注时间，Ang II剂量则根据标称输注速率计算，并考虑了批次间极小的变异性。该模型的有效性通过收缩压（SBP）监测、心脏彩色多普勒超声和Masson染色得以验证。本方案采用8周龄雄性C57BL/6J小鼠，以确保实验对象发育阶段的一致性，从而最大限度地减少年龄对实验结果的混杂影响¹⁹。

在植入血管紧张素II（Ang II）缓释渗透泵后的第7天，模型组小鼠的收缩压（SBP）显著升高，随后稳定在160 mmHg左右，并持续维持该水平达三周。这一动态变化与Ang II的双相升压机制相一致：急性期（1周内）主要由Ang II直接激活血管平滑肌上的AT1受体，引起强烈血管收缩并迅速释放醛固酮；慢性期（2–4周）则涉及持续暴露于Ang II所导致的血管重塑、心肌肥厚及交感神经激活，反映了其神经体液调节特性²⁰

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
血管紧张素 II	Sigma-Aldrich Corporation	Sigma, A9525
动物麻醉机	深圳瑞沃德生命科技有限公司	R530
动物呼吸机	深圳瑞沃德生命科技有限公司	R415
GraphPad Prism	GraphPad Software Inc.	Version 9.0
智能无创血压监测仪	日本Soft Dragon公司	Softron, BP-98A
光学显微镜	易景通光学技术（上海）有限公司	OLYMPUS, SZ61TR
Masson三色染色液及试剂盒	北京索莱宝科技有限公司	Solarbio, G1340
小鼠	成都达硕实验动物有限公司	C57BL/6J
渗透压泵	ALZA Corporation	Alzet, Model 2004
超声成像系统	FUJIFILM VisualSonics Corporation, Canada	FUJIFILM, Vevo 3100